(57)【要約】【課題】イメージにエイリアシング現象および不連続現象が発生することを防ぐデジタルイメージズームシステムを提供する。【解決手段】デジタルイメージズームシステム３００は、イメージセンサ３０４、アナログ／デジタル変換器３０６、イメージ処理装置３０８を備える。イメージセンサ３０４は、物体イメージを感知し、表示装置の解析度よりも大きい感知能力を有する。アナログ／デジタル変換器３０６は、物体イメージをデジタルイメージへ変換する。イメージ処理装置３０８は、デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込み、イメージセンサ３０４の感知能力に基づいて異なる解析度のズームイメージを発生させる。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
書画カメラに用い、前記書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示するデジタルイメージズームシステムであって、
前記物体イメージを感知し、前記表示装置の解析度よりも大きい感知能力を有するイメージセンサと、
前記物体イメージをデジタルイメージへ変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込むイメージ処理装置と、
前記ズームイメージを符号化するビデオエンコーダとを備えることを特徴とするデジタルイメージズームシステム。
【請求項２】
前記イメージセンサの前記感知能力は、前記表示装置の前記解析度の整数倍であることを特徴とする請求項１記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項３】
前記物体イメージは、前記書画カメラのレンズにより取り込まれることを特徴とする請求項１記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項４】
書画カメラに用い、前記書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示するデジタルイメージズームシステムであって、
前記物体イメージを感知し、前記表示装置の解析度よりも大きい感知解析度を有するイメージセンサと、
前記物体イメージをデジタルイメージへ変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込み、前記イメージセンサの前記感知解析度を基に、異なる解析度を有する前記ズームイメージを発生させるイメージ処理装置とを備えることを特徴とするデジタルイメージズームシステム。
【請求項５】
前記物体イメージは、前記書画カメラのレンズから取り込まれることを特徴とする請求項４記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項６】
前記レンズは固定焦点レンズであることを特徴とする請求項５記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項７】
前記ズームイメージを変換して前記表示装置で表示するビデオエンコーダをさらに備えることを特徴とする請求項４記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項８】
カメラに用い、前記カメラにより取り込まれた動態物体イメージを拡大して表示装置で表示するデジタルイメージズームシステムであって、
前記動態物体イメージを取り込むレンズと、
前記動態物体イメージを感知し、前記表示装置の解析度よりも大きい感知解析度を有するイメージセンサと、
前記動態物体イメージをデジタルイメージへ変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記デジタルイメージから必要な動態拡大イメージを取り込み、前記イメージセンサの前記感知解析度を基に、異なる解析度を有する前記動態拡大イメージを発生させるイメージ処理装置とを備えることを特徴とするデジタルイメージズームシステム。
【請求項９】
前記イメージセンサの前記感知解析度は、前記表示装置の前記解析度の整数倍または非整数倍であることを特徴とする請求項８記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項１０】
前記動態ズームイメージを変換して前記表示装置で表示するビデオエンコーダをさらに備えることを特徴とする請求項８記載のデジタルイメージズームシステム。
【請求項１１】
前記レンズは、固定焦点レンズまたはズームレンズであることを特徴とする請求項８記載のデジタルイメージズームシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、デジタルイメージズームシステムに関し、特に書画カメラのデジタルイメージズームシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
書画カメラは、表示する物体を取り込んで、そのイメージをプロジェクタへ伝送してリアルタイムで表示するカメラである。書画カメラは、物体イメージをリアルタイムで表示することができるという利便性を有するため、会議のプレゼンテーションにおいてよく使用されている。【０００３】
図１に示すように、従来の書画カメラ１００は、レンズ１１０、回路１２０およびサポート１３０を備える。レンズ１１０は、表示する物体１４０のイメージを形成する。形成された物体イメージは、回路１２０により処理された後に、サポート１３０中の伝達ラインを介してプロジェクタ１５０へ伝達され、表示装置１６０上に表示される。【０００４】
しかし一般の書画カメラは、固定焦点レンズを使用しているため、焦点距離を変える光学方式により物体のイメージをズームすることはできなかった。そのため一般には補間方式により、イメージセンサ（image sensor）に対して固定焦点レンズが感知したイメージデータを再処理し、イメージセンサ中のイメージデータに基づいて別にイメージデータを発生させ、ズームを行うときに必要なイメージを発生させる。【０００５】
図２は、従来技術の書画カメラにより取り込まれたイメージをズームする方式を示す。図２に示すように、イメージセンサ２０４は、固定焦点レンズで取り込まれた物体イメージを感知する。そして、イメージセンサ２０４は、表示装置２０６の解析度と同じである固定された感知能力を備える。例えば図２に示すように、表示装置２０６の解析度は画素数１０２４×７６８であり、イメージセンサ２０４の感知能力も画素数１０２４×７６８である。そのため、イメージセンサ２０４が感知する各画素は表示装置２０６で表示するのにちょうど良い。【０００６】
イメージセンサ２０４中の大きさが画素数５１２×３８４からなるブロックＭ１を局部的に拡大する場合、表示装置２０６の解析度がブロックＭ１の画素数よりも多い画素数１０２４×７６８であるため、ブロックＭ１が有する画素数は表示装置２０６上で表示される数よりも少ない。この場合、補間方式により数学的アルゴリズムを利用して足りない画素を発生させてブロックＭ１を拡大する。【０００７】
しかし、このイメージをズームするための補間方式には多くの欠点があった。先ず、補間方式により得られるズームイメージは、イメージデータが解釈されて元来の光学イメージデータと異なるため、エイリアシング（aliasing）現象が容易に発生しやすく、ズームイメージにジグザグパターンや歪みを発生させた。また、補間方式により発生されたズームイメージにも同様に不連続（discontinuity）現象が発生し、ズームイメージと元来の物体イメージとが一致しなくなることがあった。【０００８】
ズームイメージにエイリアシング現象および不連続現象が発生しないようにするため、イメージセンサに光学ズームレンズ（optical zoom lens）を使用すると、イメージデータの解釈を行わずに実際の光学イメージデータを得ることができる。しかし、光学ズームレンズを使用すると、駆動モータも合わせて使用しなければならないため、書画カメラにかかる製造コストは大幅に増大した。【０００９】
例えば、現在市販されているデジタルカメラには固定焦点レンズを有するカメラと、ズームレンズを有するカメラの二種類がある。【００１０】
固定焦点レンズは、静態イメージの縮小または拡大、或いは動態イメージの縮小を行ってもイメージに歪みは発生しなかった。ただし、動態イメージを拡大するときには、例えば補間法により動態イメージの拡大を行わなければならなかった。そしてこれはイメージに歪みを発生させた。【００１１】
ズームレンズは、静態イメージおよび動態イメージを縮小したり拡大してもイメージに歪みが発生することはなかった。しかし、ズームレンズの最大の欠点は価格が非常に高価なことであった。また、動態イメージを拡大する場合、３倍（３×）のズームレンズを使用すると、歪みが発生しないようにイメージの拡大は最大３倍までにしかすることはできなかった。そして動態画像を４倍にまで拡大する場合は、歪みが発生しないように３倍のズームレンズを４倍のものに換えなければならなかった。【００１２】
そのため、書画カメラが取り込んだイメージに対して簡便にズームを行うことができ、高価なズームレンズを使用する必要がない上、補間方式によりズームを行う必要もない、ズームを行う際にエイリアシング現象が発生しない書画カメラのデジタルイメージズームシステムが望まれていた。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
本考案の第１の目的は、書画カメラに用い、補間法を使用する必要がなく、書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示するデジタルイメージズームシステムを提供することにある。
本考案の第２の目的は、補間法を使用する必要がないデジタルイメージズームシステムを有し、書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示する書画カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本考案のデジタルイメージズームシステムは、書画カメラに用い、書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示する。またこのデジタルイメージズームシステムは、イメージセンサ、アナログ／デジタル変換器、イメージ処理装置およびビデオエンコーダを備える。イメージセンサは、物体イメージを感知し、表示装置の解析度よりも大きい感知能力を有する。アナログ／デジタル変換器は、物体イメージをデジタルイメージへ変換する。イメージ処理装置は、デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込む。ビデオエンコーダはこのズームイメージを符号化する。【００１５】
本考案の書画カメラは、補間法を使用せずに、書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示する。書画カメラは、レンズ、イメージセンサ、アナログ／デジタル変換器、イメージ処理装置、ビデオエンコーダおよびサポートを備える。レンズは物体イメージを取り込み、イメージセンサはレンズにより取り込まれた物体イメージを感知する。このイメージセンサの感知能力は表示装置の解析度よりも大きい。アナログ／デジタル変換器は、物体イメージをデジタルイメージに変換する。イメージ処理装置は、デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込む。ビデオエンコーダはこのズームビデオを符号化する。そして、ズームイメージはサポートの伝達ラインにより表示装置へ伝達されて表示される。【００１６】
本考案のデジタルイメージズームシステムは、書画カメラに用い、書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示する。またこのデジタルイメージズームシステムは、イメージセンサ、アナログ／デジタル変換器およびイメージ処理装置を備える。イメージセンサは、物体イメージを感知して表示装置の解析度よりも大きい感知能力を有する。アナログ／デジタル変換器は物体イメージをデジタルイメージへ変換する。イメージ処理装置は、デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込み、イメージセンサの感知解析度を基に、異なる解析度を有するズームイメージを発生させる。【００１７】
本考案のデジタルイメージズームシステムは、カメラに用い、カメラにより取り込まれた動態物体イメージを拡大して表示装置で表示する。このデジタルイメージズームシステムは、レンズ、イメージセンサ、アナログ／デジタル変換器およびイメージ処理装置を備える。レンズは動態物体イメージを取り込む。イメージセンサは、動態物体イメージを感知し、イメージセンサの感知解析度は表示装置の解析度よりも大きい。アナログ／デジタル変換器は、動態物体イメージをデジタルイメージに変換する。イメージ処理装置は、デジタルイメージから必要な動態拡大イメージを取り込み、イメージセンサの感知解析度に基づき、異なる解析度を有する動態拡大イメージを発生させる。
【考案の効果】
【００１８】
上述したことから分かるように、本考案のデジタルイメージズームシステムは、高価なズームレンズ装置を使用しなくとも、イメージセンサとイメージ処理装置とを組み合わせることにより、製造コストを大幅に増加させずにズームデジタルイメージを簡便に得ることができ、特に現有する固定焦点レンズを使用する書画カメラに適合することができる。また、本考案のデジタルイメージズームシステムは、表示装置の解析度よりも高い感知解析度を有するイメージセンサを使用するため、デジタルイメージをズームするときに補間法を使用しなくても異なる解析度を有するズームイメージを発生させることができる。また実際の元来のイメージデータを再現する補間法を使用する必要がないため、エイリアシング現象および不連続現象がイメージに発生することを防ぐことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
本考案のデジタルイメージズームシステムは、イメージセンサの感知能力（感知解析度）を表示装置の解析度よりも大きくすることにより、イメージをズームする際、補間方式を使用しなくてもイメージを処理することができる。そのため補間法を使用してイメージをズームするときに発生するエイリアシング現象および不連続現象を防止することができる。【００２０】
図３は、本考案の一実施形態によるデジタルイメージズームシステムを示すブロック図である。本実施形態のデジタルイメージズームシステム３００は、書画カメラに用い、書画カメラにより取り込まれた物体イメージをズームして表示装置で表示する。デジタルイメージズームシステム３００は、イメージセンサ３０４、アナログ／デジタル変換器３０６、イメージ処理装置３０８およびビデオエンコーダ３１０を備える。イメージセンサ３０４は、レンズにより形成された物体イメージを感知し、イメージセンサ３０４の感知能力は表示する物体イメージの表示装置の解析度よりも大きい。アナログ／デジタル変換器３０６は、物体イメージをデジタルイメージへ変換する。イメージ処理装置３０８は、デジタルイメージから必要なズームイメージを取り込み、このズームイメージのズーム方法は、イメージセンサ３０４の高解析度（表示装置の解析度よりも大きい）を採用することにより異なる解析度を有するサブサンプリング（subsampling）のイメージを得る。本実施形態によるズームイメージのズーム方法は、異なる解析度を有するサブサンプリングイメージが、従来の光学ズームレンズによりイメージをズームしたときと同じ表示効果を得ることができる。ビデオエンコーダ３１０（またはビデオ変換器とも呼ばれる）は、このズームイメージを符号化（または変換）して表示装置で表示する。ビデオエンコーダ３１０により符号化や変換が行われたズームイメージは、例えばＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＹＰｂＰｒ、ＲＧＢ、ＣＶＢＳ、Ｓ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＩ、ＨＤＭＩの表示フォーマットやその他類似する表示フォーマットのズームイメージである。【００２１】
図４は、本考案の好適な一実施形態によるデジタルズームシステムを示すブロック図である。先ず、固定焦点レンズ４０２などのレンズにより表示する物体を形成し、固定焦点レンズ４０２により形成された物体イメージはイメージセンサ４０４により感知される。イメージセンサ４０４は、例えば画素数４０９６×３０７２の感知能力を備えたＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）でもよい。その後、イメージセンサ４０４の物体イメージは、アナログ／デジタル変換器４０６へ伝送されてデジタルイメージに変換される。続いて、イメージ処理装置４０８はデジタルイメージから必要なズームイメージを取り込んでからビデオエンコーダ４１０へ伝送して符号化および変換を行い、最終的には解析度が画素数１０２４×７６８の表示装置４１２へ送って表示する。本考案の一実施形態によると、例えば固定焦点レンズ４０２の拡大倍率が３倍であり、イメージセンサ４０４の拡大倍率が４倍である場合、固定焦点レンズ４０２とイメージセンサ４０４とを結合すると、イメージに歪みを発生させずに表示装置４１２上に最大１２倍の物体イメージを表示することができる。これにより本考案の好適な一実施形態のデジタルズームシステムは動態イメージを拡大する。【００２２】
図５にはイメージ処理装置４０８が必要なズームイメージを取り込む方法が示されている。例えば、イメージセンサ４０４の感知能力が画素数４０９６×３０７２である場合、これは表示装置４１２の解析度である画素数１０２４×７６８の１６倍であり、表示装置４１２の解析度である画素数１０２４×７６８の単位解析度の４倍であるとも言える。簡単に説明するため、イメージセンサ４０４を１６個のブロックに区分し、それぞれのブロックの大きさを画素数１０２４×７６８にする。図５に示すように、ブロックＮ１を選択して局部を拡大すると、ブロックＮ１中には、表示装置４１２の解析度である画素数１０２４×７６８よりも大きい画素数２０４８×１５３６がある。そのため、イメージ処理装置４０８は、ブロックＮ１の画素数２０４８×１５３６から画素数１０２４×７６８を直接選択して表示装置４１２で表示する。イメージセンサ４０４の感知能力は表示装置４１２の解析度よりも大きいため、イメージ処理装置４０８はイメージセンサ４０４から表示装置４１２の解析度に合致するイメージデータを直接に選択してズームを行い、補間法の使用もイメージデータを改めて計算する必要もないため、拡大されたイメージにはエイリアシング現象が発生しない。従来技術では、イメージセンサ４０４の感知能力が表示装置４１２の解析度よりも小さいため、補間方式により足りない画素を発生させたためにエイリアシング現象が発生することがあった。【００２３】
同様に、ブロックＮ２を選択して拡大するとき、ブロックＮ２は、表示装置４１２の解析度と同じ画素数１０２４×７６８を有するため、イメージ処理装置４０８はこれらの画素を取り込んで表示装置４１２上で表示することができる。【００２４】
イメージセンサの感知能力が表示装置の解析度よりも大きいとき、好ましくは感知能力が表示装置の解析度の整数倍（ただし整数倍だけに限定されるわけではない）であるとき、イメージ処理装置は、イメージセンサが感知した物体イメージから必要なズームイメージを直接に取り出すことができる。そのため、物体イメージのズームは補間方式により行う必要がない。【００２５】
図６は、本考案の一実施形態によるデジタルイメージズームシステムの書画カメラ６００を示す模式図である。書画カメラ６００は、レンズ６１０、デジタルイメージズームシステム６２０およびサポート６３０を備える。レンズ６１０は、表示したい物体６４０の物体イメージを表示する。そしてレンズ６１０により形成された物体イメージは、デジタルイメージズームシステム６２０へ伝送されてイメージのズームを行う。その後、サポート６３０内の伝送ラインによりプロジェクタ６５０へ伝送されて表示装置６６０で表示される。【００２６】
図７は、本考案の一実施形態によるデジタルイメージズームシステム６２０を示すブロック図である。デジタルイメージズームシステム６２０は、イメージセンサ６２２、アナログ／デジタル変換器６２４、イメージ処理装置６２６およびビデオエンコーダ６２８を備える。イメージセンサ６２２は、レンズ６１０により形成された物体イメージを感知し、イメージセンサ６２２の感知能力は表示する物体イメージの表示装置６６０の解析度よりも大きい。アナログ／デジタル変換器６２４は、物体イメージをデジタルイメージに変換する。イメージ処理装置６２６は、デジタルイメージから必要なズームイメージを取り出し、このズームイメージのズーム方法は、表示装置６６０の解析度よりも大きいイメージセンサ６２２の高解析度を採用することにより、異なる解析度を有するサブサンプリングイメージを発生させる。このように異なる解析度を有するサブサンプリングイメージに、光学ズームレンズを利用してイメージをズームしたときと同じ表示効果を得ることができるため製造コストを大幅に下げることができる。ビデオエンコーダ６２８は、このズームイメージを符号化または変換する。符号化または変換された後のズームイメージは、サポート６３０内の伝達ラインにより表示装置６６０へ伝送されて表示される。【００２７】
ここで注意しなければならないことは、本実施形態の図３、図４および図７に示すように、例えば図７のデジタルイメージズームシステム６２０は、書画カメラ６００に応用されているが、一般の監視システムのカメラにも応用することができる点である。またデジタルイメージズームシステム６２０はビデオエンコーダ６２８を含まなくともよい。例えば、ビデオエンコーダ６２８は表示装置６６０内に設置してもよい。その場合、イメージ処理装置６２６がアナログ／デジタル変換器６２４から必要なズームイメージを取り出した後、直接にこのズームイメージを表示装置６６０内のビデオエンコーダ６２８へ伝送して符号化または変換を行ってから表示装置６６０で表示する。【００２８】
本考案の一実施形態によるデジタルイメージズームシステムは、高価なズームレンズや光学レンズを使用せずに、イメージセンサとイメージ処理装置とを組み合わせることにより、製造コストを大幅に増加させずに光学レンズを使用してデジタルイメージをズームしたときと同じ機能を容易に得ることができる。例えば動態イメージを拡大するときなど、特に現有する固定焦点レンズの書画カメラの使用に適する。また、本実施形態のデジタルイメージズームシステムは、感知解析度が表示装置の解析度よりも大きいイメージセンサを使用することにより、デジタルイメージをズームするとき、補間法を使用しなくとも異なる解析度を有するズームイメージを得て実際の元のイメージデータを再現することができる。そのため補間法によりイメージにエイリアシング現象および不連続現象が発生することを防ぐことができる。【００２９】
本考案では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本考案の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本考案の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術の書画カメラを示す模式図である。
【図２】従来技術の書画カメラがデジタルイメージのズームを行うときの状態を示す模式図である。
【図３】本考案の一実施形態によるデジタルイメージズームシステムを示すブロック図である。
【図４】本考案の好適な一実施形態によるデジタルイメージズームシステムを示すブロック図である。
【図５】本考案の好適な一実施形態による書画カメラがデジタルイメージをズームするときの状態を示す模式図である。
【図６】本考案の好適な一実施形態による書画カメラを示す模式図である。
【図７】本考案の好適な一実施形態による書画カメラ中のデジタルイメージズームシステムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
３００、６２０  ・・・・・・・  デジタルイメージズームシステム
３０４、４０４、６２２  ・・・  イメージセンサ
３０６、４０６、６２４  ・・・  アナログ／デジタル変換器
３０８、４０８、６２６  ・・・  イメージ処理装置
３１０、４１０、６２８  ・・・  ビデオエンコーダ
４０２  ・・・・・・・・・・・  固定焦点レンズ
４１２、６６０  ・・・・・・・  表示装置
６００  ・・・・・・・・・・・  書画カメラ
６１０  ・・・・・・・・・・・  レンズ
６３０  ・・・・・・・・・・・  サポート
６４０  ・・・・・・・・・・・  物体
６５０  ・・・・・・・・・・・  プロジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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